钻孔作业中反向扩孔气动冲击器尾气携岩特性

建立了由反向扩孔气动冲击器排气孔到后封头的排屑流场,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件研究了冲击器工作过程中尾气的携岩特性。基于冲击器的结构和工作原理,对气固两相排屑流场进行了数值仿真模拟,进而得到流场的气相特性以及岩屑颗粒运动轨迹和浓度分布规律。结果表明:冲击器排气孔尾气进入排屑流场后流速降低,流场压力由入口到出口逐渐降低;岩屑颗粒向流场底部聚集,颗粒平均浓度沿着远离入口方向变化不大,最大浓度沿着远离入口方向逐渐下降,最终趋于平稳。分析了钻进速度和尾气流量对携岩特性的影响,结果表明:随着钻进速度的增加尾气携岩能力下降,额定工作压力0.8 MPa时钻进速度应小于12.6 m/h;随着尾气质量流量的增加携岩能力提高,施工时应该在保证冲击器工作性能的情况下适当增加尾气质量流量。

反向扩孔气动冲击器内活塞结构的仿真研究与优化设计

分析了反向扩孔气动冲击器工作原理,运用牛顿运动定律、热力学能量守恒定律、定常流动能量方程、波动理论等建立活塞运动的数学模型——冲击器性能(钻头获得的冲击能和破岩的有效功率)与内活塞结构参数的函数关系.利用Matlab数学软件对反向扩孔气动冲击器活塞运动的数学模型进行数值求解.对影响反向扩孔气动冲击器性能的各内活塞结构参数进行了详细的仿真分析,得到了各结构参数与气动冲击器性能之间的关系.钻头所获的冲击能和破岩有效功率会随着内活塞外径、内活塞长度、内活塞前端到钻头的距离的增大而减小.

反向扩孔气动冲击器的计算机仿真与优化研究

分析了反向扩孔气动冲击器工作原理,并对活塞进行运动和动力学分析,建立活塞运动的微分方程组;对工作过程中冲击器内三个气腔的容积和压力变化规律进行分析,建立活塞在不同运动阶段期间三个气腔的容积和压力变化方程组,以及活塞在不同运动阶段期间三个气腔间气体质量交换的流量方程组。通过上述研究建立反向扩孔气动冲击器工作过程的数学模型和仿真方法。研究冲击器的性能参数与结构参数之间的理论关系,在此基础上建立冲击器的优化设计方法,为反向扩孔气动冲击器的应用提供理论支持。

反向扩孔气动冲击器活塞结构优化设计研究

研究反向扩孔气动冲击器活塞结构与工作性能的关系,对活塞各结构参数进行优化设计。为了解决上述问题,从反向扩孔气动冲击器工作原理出发,运用活塞运动微分方程、热力学能量守恒定律、定常绝能流动能量方程、波动理论等建立活塞运动数学模型,利用MATLAB数学软件对其进行数值求解,分析活塞结构参数对反向扩孔气动冲击器性能的影响,并进一步运用优化设计理论,对活塞各结构参数进行优化设计。仿真结果表明:冲旋钻头所获得的冲击能随着活塞质量和活塞内径的增大而减小;随活塞直径,阀孔直径和阀孔到活塞前端距离的增大而增大。通过对正交试验结果的分析,得到了活塞结构参数的最佳组合。

反向扩孔气动冲击器结构对其性能影响的仿真研究

分析了反向扩孔气动冲击器的工作原理,建立了反向扩孔气动冲击器系统内部动力过程的的微分方程组。运用计算机仿真技术,对微分方程组进行求解,分析和研究反向扩孔气动冲击器的性能(冲击能、冲击频率、活塞行程和耗气量)与结构参数(阀孔到活塞前端距离、内活塞前端到锤头的距离)之间的相互关系。求得结构参数与性能参数相应的仿真数据与曲线。

气体流动阻力损失对反向扩孔气动冲击器性能的影响

为了研究反向扩孔气动冲击器内部气体流动阻力损失对其性能的影响,在简化复杂的气路基础上,从其结构和工作原理出发,分析了冲击器工作过程中气体流动所产生的压力损失;在有压力损失的条件下,研究冲击器气腔内气体变化特性,建立了冲击器的工作过程数学模型;根据数学模型,应用MATLAB程序进行计算机仿真运算,得到了冲击器工作过程中压力损失曲线,以及压力损失条件下活塞运动特性和各腔压力变化规律.研究结果表明:气体流动阻力损失影响冲击器破岩效率,使得冲击器活塞运动末速度从5.05 m/s下降到4.22 m/s,冲击频率从5.00 Hz下降到4.28 Hz;冲击器尾气压力仅为0.140 MPa,低于设计值0.185 MPa,影响冲击器尾气排屑.

反向扩孔气动冲击器长距扩孔性能研究

为了改善反向扩孔气动冲击器长距离扩孔性能,从其结构和工作原理出发,建立工作过程数学模型和由冲击器排气孔到其后封头的排屑流场模型,运用微分数值求解和有限元方法,对其工作过程和气固两相流场进行仿真计算,并进一步优化长距扩孔时冲击器钻头结构参数,得到冲击器性能随扩孔距离变化曲线,排屑流场出口岩屑浓度分布规律和不同钻头结构参数时流场出口最大颗粒浓度变化情况。研究结果表明:随着扩孔距离的增长,应该增大冲击器入口压力;钻头排气孔直径D=28 mm、排气孔角度β=16°和出屑口直径d_1=60 mm时排屑流场岩屑浓度低于5%,岩屑能够顺利排出孔外。

非开挖水平定向钻进拉管施工技术应用

介绍非开挖水平定向钻进拉管施工技术的工艺特点、适用范围、工作原理、施工方法,同时通过工程实例,对拉管工艺在污水排水管道施工中的技术特点、注意事项进行了分析,旨在为非开挖拉管技术在排水工程中的推广应用提供参考。